主頁（http://www.by236.com）：GPS技術在海能達對講機的應用 1 GPS概述 GPS的英文全稱是Navigation Satellite Timing And Ranging Global Position System，有時也被稱作NAVSTAR GPS。其意為“導航星測時與測距全球定位系統”，或簡稱全球定位系統。 1.1 GPS的基本原理 GPS主系統是美國發射運行的衛星系統，包含了27顆能持續發送地理位置海拔高度和時間信號的衛星， 24個正常使用，3個備用，這些衛星平均分布運行在六個軌道上。24顆GPS衛星在離地面2萬2千公里的高空上，以12小時的周期環繞地球運行，使得地面上的任何一點都可以同時觀測到4顆以上的衛星。由于衛星的位置精確可知，在GPS觀測中，就可以得到接收機的距離，利用三維坐標中的距離公式，用三顆衛星就可以組成三個方程，解出觀測點的位置（X，Y，Z），考慮到衛星的時鐘與接收機時鐘之間的誤差，實際上有4個未知數，X、Y、Z和時差，因而需要引入第4顆衛星，形成四個方程式進行求解，從而得到觀測點的經度、緯度和高度。這就是GPS衛星系統實現定位的基本原理。
1.2 GPS的組成 全球定位系統由三部分構成：地面控制站、空間部分、用戶裝置部分。
主控站：負責管理、協調整個控制系統的工作，由地面天線（在主控站的控制下向衛星注入導航電文）、監測站（數據自動收集中心）和通信輔助系統（數據傳輸）組成。 空間部分：由24顆衛星組成，分布在6個軌道平面上。 用戶裝置部分：主要由GPS接收機和衛星天線組成。 1.3 GPS的發展歷程 GPS系統的前身為美軍研制的一種子午儀衛星定位系統（Transit），1958年研制，1964年正式投入使用。該系統用5到6顆衛星組成的星網工作，每天最多繞過地球13次，無法給出高度信息，在定位精度方面也不盡如人意。由于衛星定位顯示出在導航方面的巨大優越性及子午儀系統存在對潛艇和艦船導航方面的巨大缺陷。美國海陸空三軍及民用部門都感到迫切需要一種新的衛星導航系統。為此,美國海軍研究實驗室(NRL)提出了名為Tinmation的用12到18顆衛星組成10000km高度的全球定位網計劃，并于67年、69年和74年各發射了一顆試驗衛星，在這些衛星上初步試驗了原子鐘計時系統，這是GPS系統精確定位的基礎。 1973年美國國防部將�？哲姸ㄎ幌到y合二為一。GPS導航衛星自1978年發射以來，其型別已由第Ⅰ，Ⅱ和ⅡA批次發展到ⅡR批次。目前正在制造33顆更先進的ⅡF批次衛星。美國還在考慮發展采用點波束的新一代GPS衛星（GPS-Ⅲ）。 美國的全球定位系統（GPS）導航衛星正在逐步現代化。GPS從美國空軍的導航輔助設備開始，逐漸發展成軍民兩用的一種重要技術。GPS的精確位置與定時信息，已成為世界范圍各種軍民用、科研和商業活動的一種重要資源,民用用戶要求GPS具有更好的抗干擾和干涉性能、較高的安全性和完整性；軍方則要求衛星發射較大的功率和新的同民用信號分離的軍用信號；而對采用GPS導航的“靈巧”武器，加快信號捕獲速度更為重要。 GPS從1994年全面工作以來，改進工作一直在進行中。 民用GPS導航精度迄今的最大改進發生在2000年5月2日，美國停止了故意降低民用信號性能（稱為選擇可用性，即S/A）的做法。在S/A工作時，民用用戶在99%的時間只有100米的精度。但當S/A切斷后，導航精度上升，95%的位置數據可落在半徑為6.3米的圓內。 1.4 其它衛星導航系統 1.4.1 北斗衛星導航系統 我國自行研制的兩顆北斗導航試驗衛星分別于2000年10月31日和12月20日從西昌衛星發射中心升空并準確進入預定的地球同步軌道（東經80º和140º的赤道上空），此外另一顆備用衛星也被送入預定軌道（東經110.5º的赤道上空），標志著我國擁有了自己的第一代衛星導航系統——BD–1。 “北斗衛星導航系統”是由空間衛星、地面控制中心站和北斗用戶終端三部分構成。 空間部分包括兩顆地球同步軌道衛星（GEO）組成。衛星上帶有信號轉發裝置，完成地面控制中心站和用戶終端之間的雙向無線電信號的中繼任務。
為了使我國的衛星導航定位系統的性能有實質性的提高，中央已決定研制組建第二代北斗衛星導航定位系統（BD–2）。從導航體制、測距方法、衛星星座、信號結構及接收機等方面進行全面改進。上海的復控華龍公司開發了第一款基于北斗的GPS芯片。 北斗系統主要有三大功能：快速定位，為服務區域內的用戶提供全天候、實時定位服務，定位精度與GPS相當；短報文通信，一次可傳送多達120個漢字的信息；精密授時，精度達20納秒。 北斗應用有五大優勢。一，它同時具備定位與通訊功能，不需要其他通訊系統支持。而GPS只能定位。二，覆蓋范圍大，沒有通訊盲區。北斗系統覆蓋了中國及周邊國家和地區，不僅可為中國、也可為周邊國家服務。三，特別適合于集團用戶大范圍監控管理和數據采集用戶數據傳輸應用。四，融合北斗導航定位系統和衛星增強系統兩大資源，因此也可利用GPS使之應用更加豐富。五，自主系統，安全、可靠、穩定，保密性強，適合關鍵部門應用. 1.4.2 GLONASS衛星定位系統 俄羅斯GLONASS衛星定位系統擁有工作衛星21顆，分布在 3個軌道平面上，同時有3顆備份星。每顆衛星都在1.91萬公里高的軌道上運行，周期為11小時15分。GLONASS采用頻分多址體制，衛星靠頻率不同來區分，每組頻率的偽隨機碼相同。每顆GLONASS衛星發播的兩種載波的頻率分別為L1=1,602+0.5625K(MHZ)和L2=1,246+0.4375K(MHZ)，其中K=1～24為每顆衛星的頻率編號。因GLONASS衛星星座一直處于降效運行狀態，現只有8顆衛星能夠正常工作。GLONASS的精度要比GPS系統的精度低，由于衛星發射的載波頻率不同，GLONASS可以防止整個衛星導航系統同時被敵方干擾，因而，具有更強的抗干擾能力
1.4.3 伽俐略（Galileo）衛星導航定位系統 2002年3月24日歐盟決定研制組建自己的民用衛星導航定位系統—— Galileo系統。 Galileo衛星星座將由27顆工作衛星和3顆備用衛星組成，這30顆衛星將均勻分布在3個軌道平面上，衛星高度為23616km，軌道傾角為56°。
Galileo系統是一種多功能的衛星導航定位系統，具有公開服務、安全服務、商業服務和政府服務等功能，但只有前兩種服務是自由公開的，后兩種服務則需經過批準后才能使用。伽利略系統建成后，美歐兩大相互兼容的導航定，位系統將大大有助于提供導航定位的精度和可靠性. 2 GPS的應用 2.1 GPS的用途
GPS應用于導航：主要是為船舶,汽車,飛機等運動物體進行定位導航。例如： 2.2 GPS的在Hytera的應用 Hytera應用的GPS的產品包括數字對講機,手機對講機,模擬與數字車載臺,肩咪,數字路由,集群基站等,以及后臺調度系統。 GPS產品通過專網或公網發送GPS信息到與之配套的操作管理系統可實現實時定位數據傳輸、定位監控和前方報警、軌跡回放、查詢統計等多項功能；結合地理信息系統指揮管理中心可以清晰地看到每位執勤人員的動態信息及所在位置，可隨時指揮調動一線執勤人員就近處置突發事件。當野外探險或旅行時遇險時,可以將GPS信息告知救援人員,從而快速定位,為及時獲救贏得時間。此系統可廣泛應用于公安、武警、消防、部隊、城管、出租汽車、園區保安巡防及林業防火。 GPS肩咪與當前正在使用或計劃投入使用的任何一款無線對講機組合（可適用模擬集群網通信系統），在保持原有正常通話的同時，即可實現衛星定位及信號回傳.而藍牙GPS肩咪通過與藍牙適配器或者與帶有藍牙功能的對講無線鏈接,通過無線通話與數據傳輸，也可實現衛星定位及信號回傳。解決了線纜束縛，操作更加的方便。裝備GPS肩咪無需對現有無線通信方式進行任何改造，也不需更換現有通信設備，更無須交付電信通信網絡傳輸費，因此可以節省大量經費。 GPS手機對講機和GPS數字對講機兩者都內置了GPS信號處理器，通過GPS與對講機二合一天線進行通信。GPS手機對講機通過公網傳輸GPS信號,GPS數字對講機通過數字信道傳輸GPS信號。為室外作業定位、管理、調度提供GPS信息。GPS模擬與數字車載臺內置了GPS信號處理器，外接GPS車載天線，通過通信信道傳輸GPS信息，從而實現車輸的管理、調度與監控。 下面是一些典型應用實例： 1、應急指揮 將安裝了后臺調度系統的筆記本電腦與車載臺連接形成一個流動操作平臺，可廣泛應用于野外、山區或林區執行任務，尤其遇有地區性突發事件（2008年春季南方大面積冰雪和汶川大地震），當國家電網、手機通信網出現區域性癱瘓時，使用車載流動操作平臺并配備多部裝有“GPS肩咪”的手持對講機或者內置GPS的對講機（手機對講或數字對講機）就可以快速搭建一個準確掌握前方人員或車輛位置的無線指揮系統。如圖公安車輛的調度
2、巡更 巡更時，巡更員持帶GPS功能對講機的軌跡,和到達各個巡更點的情況,都被記錄并傳送到控制中點,控制中心電腦軟件依此編排巡更班次、時間間隔、線路走向，有效地管理巡更員巡視活動，增強保安防范措施
3、警力布置與調度 后臺調度系統與帶GPS功能的對講機和車載臺連接形成一個流動操作平臺，各產品將GPS信息通過公網或專網傳輸至后臺系統，后臺人員就可準確掌握區域內的警員和警車分布，上崗下崗，運動的軌跡信息,從而進行調度與警力布置，安排就近警員處理突發事件，快速處置各種事件，給罪犯有力的打擊，形成一個完整的無線指揮系統。如圖后臺的調度系統。
(中國集群通信網 | 責任編輯：陳曉亮) |
